நீர்விழிப்பு மாற்றிகளுக்கான LTAC சோதனையின் திட்டங்களும் கணக்கீடுகளும்

1 அறிமுகம்

தேசிய தரவு GB/T 1094.3-2017-ன் விதிமுறைகளின்படி, எலக்ட்ரிக் பெருங்காப்பான்களுக்கான லைன் டர்மினல் AC நோக்கி வைத்த வோல்ட்டேஜ் சோதனை (LTAC) முக்கிய நோக்கம் உயர் வோல்ட்டேஜ் சுருள் டர்மினல்களிலிருந்து நிலத்திற்கு வரையான AC மின்தடை வலுவை மதிப்பிடுவது ஆகும். இது துண்டுகளுக்கு இடையிலான மின்தடை அல்லது பெருங்காப்புகளுக்கு இடையிலான மின்தடையை மதிப்பிடுவதற்கான போக்கை வகிக்காது.

மற்ற மின்தடை சோதனைகளுடன் (என்னும் முழு துப்பாக்க இதயத்தால் LI அல்லது மாற்று இதயத்தால் SI) ஒப்பிடும்போது, LTAC சோதனை உயர் வோல்ட்டேஜ் சுருள் டர்மினல்களிலிருந்து, உயர் வோல்ட்டேஜ் பிளாக் டர்மினல்களிலிருந்து, மற்றும் கிளாம்பிங் அமைப்புகள், ரைஸர் அலகுகள், டாங்க் போன்ற நிலத்திற்கு கூடிய மெத்தல் கூறுகளுக்கு இடையிலான முக்கிய மின்தடை வலுவை மிகவும் கட்டுமானமாக மதிப்பிடுகிறது. இதன் காரணமாக அதன் நீண்ட அளவு (50 Hz பெருங்காப்பான்களுக்கு எஞ்சி 30 விநாடிகளும், 60 Hz பெருங்காப்பான்களுக்கு 36 விநாடிகளும்).

பல மின்தடை சோதனை தோல்விகள் தெரிவித்துள்ளன என்பதால், பல எலக்ட்ரிக் பெருங்காப்பான்கள் துப்பாக்க இதயத்தால் (LI) மற்றும் மாற்று இதயத்தால் (SI) சோதனைகளை எதிர்கொள்ள முடியும், ஆனால் லைன் டர்மினல் AC நோக்கி வைத்த வோல்ட்டேஜ் சோதனை (LTAC) போது இறுதியில் சில விநாடிகளில் உள்ள நேரத்தில் போலார்ச்சி ஏற்படுவதை அறிவித்துள்ளன. இது முக்கிய மின்தடையை மதிப்பிடுவதில் சோதனை அளவு முக்கியத்துவத்தை விளக்குகிறது மற்றும் LTAC சோதனையின் கட்டுமானமான தன்மையை முக்கிய மின்தடை வலுவை மதிப்பிடுவதில் விளக்குகிறது.

எனவே, பெருங்காப்பான் வடிவமைப்பு பொறியாளர்களுக்கு லைன் டர்மினல் AC நோக்கி வைத்த வோல்ட்டேஜ் சோதனை (LTAC) போது சுருள் விழுக்காட்டு விநியோகத்தை துல்லியமாகக் கணக்கிடுவது அவசியமாகும், அதனால் அறிவியல் மற்றும் நியாயமான முக்கிய மின்தடை வடிவமைப்பை மேற்கொள்ள முடியும், வடிவமைப்பு ஆரம்பத்திலிருந்து போதுமான மின்தடை வித்தியாசத்தை உறுதி செய்ய முடியும்.

2 தரவுகளின் விளக்கம்

எலக்ட்ரிக் பெருங்காப்பான்களுக்கான லைன் டர்மினல் AC நோக்கி வைத்த வோல்ட்டேஜ் சோதனை (LTAC) தற்போதைய தேசிய தரவு GB/T 1094.3-2017-ல் குறிப்பிட்டுள்ள புதிய உயர் வோல்ட்டேஜ் மின்தடை சோதனை அம்சமாகும். இது முந்தைய தரவு GB/T 1094.3-2003-ல் குறிப்பிட்டுள்ள குறுகிய கால உத்தரவிக்கப்பட்ட வோல்ட்டேஜ் சோதனை (ACSD) இருந்து வளர்ந்து பிரிந்தது. LTAC சோதனை தொடர்பான போக்குகள் கீழே உள்ள அட்டவணையில் தரப்பட்டுள்ளன:

விதிமுறை கீழ்கண்டவாறு செயலின் பெரும் வோட்டேஜ் உத்தரவியல் விதிமுறை (LTAC) அறிக்கையை விளக்குகிறது:

• Um ≤ 72.5 kV என்ற மின்சார மாற்றினிலிருந்து, அனைத்தும் முழுமையாக உத்தரவியல் செய்யப்பட்டிருந்தால், உயர் வோட்டேஜ் சுருள்வை மற்றும் உயர் வோட்டேஜ் தொடர்பு முனைகளின் மற்றும் நிலத்துடனான முக்கிய உத்தரவியல் வலுவை பொருத்தமாக செயலின் வோட்டேஜ் சோதனை (AV) மூலம் மதிப்பிடலாம். எனவே, LTAC சோதனை தேவையில்லை.

• 72.5 < Um ≤ 170 kV என்ற மின்சார மாற்றினிலிருந்து:

• முழுமையாக உத்தரவியல் செய்யப்பட்டிருந்தால், முக்கிய உத்தரவியல் வலுவை செயலின் வோட்டேஜ் சோதனை (AV) மூலம் தேர்ந்தெடுக்கலாம், LTAC சோதனை ஒரு சிறப்பு சோதனையாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இதன் பொருள் பொதுவான சோதனைகளில் தேவையில்லை, ஆனால் பயனாளர் விரும்பினால் செய்ய வேண்டும்.

• நடுவை உத்தரவியல் (graded insulation) செய்யப்பட்டிருந்தால், LTAC சோதனை ஒரு பொது சோதனையாக வரையறுக்கப்படுகிறது மற்றும் தொழிலாளர் ஏற்றுக்கொள்ளும் ஒவ்வொரு அலகிலும் தொழிலாளர் ஏற்றுக்கொள்ளும் சோதனைகளில் செய்ய வேண்டும். ஆனால், பயனாளரின் ஒத்துழையுடன், இது செயலின் முனை மாற்று சோதனை (SI) ஆல் மாற்றப்படலாம்.

• Um > 170 kV என்ற மின்சார மாற்றினிலிருந்து, முழுமையாக உத்தரவியல் செய்யப்பட்டிருந்தால் அல்லது நடுவை உத்தரவியல் செய்யப்பட்டிருந்தால், LTAC சோதனை ஒரு சிறப்பு சோதனையாக வரையறுக்கப்படுகிறது—பொதுவாக தேவையில்லை, பயனாளர் விரும்பினால் தான் செய்ய வேண்டும். இந்த வழக்கில், இது செயலின் முனை மாற்று சோதனை (SI) ஆல் மாற்றப்பட முடியாது.

செய்முறையில், முழுமையாக உத்தரவியல் செய்யப்பட்ட மின்சார மாற்றிகளுக்கு, வோட்டேஜ் அளவு என்ன என்பதை விட்டு, செயலின் முனை பெரும் வோட்டேஜ் உத்தரவியல் சோதனை (LTAC) எப்போதும் செய்யப்படாது, ஏனெனில் உயர் வோட்டேஜ் சுருள்வை/தொடர்பு முனைகளின் மற்றும் நிலத்துடனான முக்கிய உத்தரவியல் வலுவை பொதுவான 1-நிமிட செயலின் வோட்டேஜ் சோதனை (AV) மூலம் மேலும் தீவிரமாக சரிபார்க்க முடியும்.

Um > 170 kV என்ற மின்சார மாற்றிகளுக்கு, LTAC சோதனை SI சோதனை ஆல் மாற்ற முடியாது என்பதை குறிப்பிட வேண்டும். தோற்றுருக்கல் கணக்கீடுகள் மற்றும் வரலாற்று அனுபவங்கள் இதை விளக்குகின்றன: 170 kV மேலே உள்ள மின்சார மாற்றிகளில் செயலின் முனை முதன்மை உத்தரவியலை மதிப்பிடுவதில், LTAC சோதனை SI சோதனையை விட தோற்றுருக்கல் 10% அதிகமாக உள்ளது.

3 கணக்கீடு முறை

மின்சார மாற்றியில் செயலின் முனை பெரும் வோட்டேஜ் உத்தரவியல் சோதனை (LTAC) செய்யப்படுவதன் நோக்கம், உயர் வோட்டேஜ் முனையில் குறிப்பிட்ட சோதனை வோட்டேஜை உண்டாக்குவது மற்றும் குறைந்த வோட்டேஜ் முனையில் குறிப்பிட்ட அளவு வோட்டேஜை அண்மையில் வெளிப்படுத்துவது ஆகும். குறிப்பிட்ட சோதனை முறைக்கு எந்த அவசியமான தேவைகளும் இல்லை. LTAC சோதனையின் மிக பொதுவான முறை "எதிர்த்திசை சுருக்கப்பட்ட மற்றும் நிலத்துடன் இணைக்கப்பட்ட ஆதரவு முறை" ஆகும். இந்த பகுதி SZ18-100000/220 மின்சார மாற்றியை எடுத்துக்காட்டாக இந்த முறையை குறிப்பிடுகிறது.

3.1 மாற்றி அளவுகள்

வோட்டேஜ் விகிதம்: 230 ± 8 × 1.25% / 37 kV
திறன் விகிதம்: 100 / 100 MVA
குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்: 50 Hz
வெக்டர் குழு: YNd11
உத்தரவியல் அளவுகள்: LI950 AC395 – LI400 AC200 / LI200 AC85

3.2 சோதனை சுற்று

இந்த மின்சார மாற்றியின் செயலின் முனை பெரும் வோட்டேஜ் உத்தரவியல் சோதனை (LTAC) சுற்று வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:

LTAC சோதனை சுற்று வரைபடம் (A அம்பை எடுத்துக்காட்டாக)

உயர் வோட்டேஜ் பக்கம் டேப் 9 இல், குறைந்த வோட்டேஜ் பக்கம் 2.0 மடங்கு குறிப்பிட்ட வோட்டேஜில் செயல்படுத்தப்படுகிறது

LTAC சோதனை சுற்றின் முக்கிய புள்ளிகள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன:

• LTAC சோதனை அம்பை முறையாக செய்யப்பட வேண்டும், அதாவது, குறிப்பிட்ட வோட்டேஜின் 2 மடங்கு அதிர்வெண் ஒரு அம்பை மூலம் செயல்படுத்தப்படும் ஒரு அம்பை சோதனை. சில வழக்குகளில், துல்லியமாக 2 மடங்கு அடைய முடியாது, மேலும் சிறிய விலக்கங்கள் அனுமதிக்கப்படுகின்றன.

• உயர் வோட்டேஜ் சுருள்வின் A அம்பை செயலின் முனை மேல் LTAC சோதனை எடுத்துக்காட்டாக: குறைந்த வோட்டேஜ் முனைகள் ax இல் ஒரு குறிப்பிட்ட வோட்டேஜ் Uax தொடர்பு செயல்படுத்தப்படுகிறது, x முனை நிலத்துடன் இணைக்கப்படுகிறது; குறைந்த வோட்டேஜ் பக்கத்தில் b மற்றும் c முனைகள் விலகியிருக்கின்றன. உயர் வோட்டேஜ் பக்கத்தில், B மற்றும் C முனைகள் சுருக்கப்பட்டு நிலத்துடன் இணைக்கப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் A முனை மற்றும் நடுவை (0) முனை திறந்து விடப்படுகின்றன (இணைக்கப்படாமல்).

• உயர் வோட்டேஜ் சுருள்வை ஒரு குறிப்பிட்ட டேப் நிலையில் அமைக்க வேண்டும், இதன் மூலம் உயர் வோட்டேஜ் முனை A இல் 395 kV (±3% அல்லது குறைவான விலக்கம் அனுமதிக்கப்படுகிறது) குறிப்பிட்ட சோதனை வோட்டேஜை உண்டாக்க முடியும்.

3.3 கணக்கீடு செயல்முறை

ஃபாரடேவின் விதிமுறை மற்றும் மேக்னெடிக் பிளக்ஸ் தொடர்ச்சி தத்துவத்தின் படி, மேலே குறிப்பிட்ட சோதனை அமைப்பில், B மற்றும் C அம்பைகளின் கோர் ஓட்டு முறைகளில் மின்விசை அம்பை A இன் கோர் ஓட்டு முறையின் அரை அளவு மற்றும் எதிர்த்திசையில் உள்ளது. எனவே, B மற்றும் C அம்பைகளின் சுருள்வில் உண்டாக்கப்படும் வோட்டேஜ் A அம்பையின் சுருள்வில் உண்டாக்கப்படும் வோட்டேஜின் அரை அளவு ஆகும்.

LTAC சோதனை செயல்முறையில் கோர் மின்விசை விநியோக வரைபடம்
(உயர் வோட்டேஜ் A அம்பை எடுத்துக்காட்டாக)

குறைந்த வோட்டேஜ் அம்பை a இல் உத்தரவியல் வோட்டேஜின் அதிர்வெண்ணை K என்று கொடுக்க, உயர் வோட்டேஜ் பக்கம் டேப் நிலை N இல் உள்ளது. கீழ்கண்ட சமன்பாட்டை நிறைவு செய்யலாம்:

Uₐ₀ + U₀₈ = 395
(B அம்பை நிலத்துடன் இணைக்கப்பட்டதால், Uᵦ = 0)

B அம்பையின் கோர் ஓட்டு முறையின் அம்பின் அரை அளவு A அம்பையின் கோர் ஓட்டு முறையின் அம்பின் அளவுக்கு சமம் என்பதால்:
U₀₈ = ½ Uₐ₀

எனவே:
1.5 × Uₐ₀ = 395

திரியரின் வோல்ட்டேஜ் விகிதமும், டாப் அமைப்பும் மாற்றப்படும்போது:

(230 / 1.732) × [1 + (9 − N) × 1.25%] × K × 1.5 = 395

இந்த சமன்பாட்டில் இரண்டு அறியா மதிப்புகள், N மற்றும் K, உள்ளன, எனவே கோட்பாட்டின்படி இது முடிவிலா தீர்வுகளை வழங்கும். ஆனால், இயற்பியல் துறையில், இரு மாறிகளும் கட்டுப்பாட்டில் உள்ளன: N என்பது 1 முதல் 17 வரையிலான ஒரு முழு எண்ணாக இருக்க வேண்டும், மற்றும் K என்பது தோராயமாக 2 ஆக இருக்க வேண்டும்.

N = 9 என்பதைக் கொண்டு சமன்பாட்டைத் தீர்த்தால் K = 1.98 என்று கிடைக்கும்.
மாறாக, K = 2 மற்றும் N = 9 என்பதைக் கொண்டு உருவாக்கப்படும் இலக்கு வோல்ட்டேஜ் Uₐ = 398.4 kV என்று கிடைக்கும்.

மேலே உள்ள சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி, LTAC சோதனை நடத்தப்படும்போது திரியரின் வைரிங்குகளின் ஏதேனும் ஒரு புள்ளியில் உருவாகும் குளிர்கால வோல்ட்டேஜ் கணக்கிடப்படலாம்.

3.4 வோல்ட்டேஜ் விநியோகம்

மேலே உள்ள கணக்கிடும் முறையைப் பயன்படுத்தி, LTAC தடிக்கும் சோதனை நடத்தப்படும்போது உயர்-வோல்ட்டேஜ் வைரிங் A பகுதியில் வைரிங்குகளின் விநியோகம் கீழ்க்கண்டவாறு கண்டறியப்படலாம்:

A பகுதியில் ஒரு பேசிய LTAC சோதனை நடத்தப்படும்போது வைரிங்குகளின் விநியோகம்

மேலே உள்ள உருவாக்கப்பட்ட வோல்ட்டேஜ் விநியோக படத்திலிருந்து, ஒரு பேசிய LTAC சோதனை நடத்தப்படும்போது வைரிங்குகளுக்கு இடையே உருவாகும் உத்தரவாத வோல்ட்டேஜ் வித்தியாசம் குறைவாக இருக்கிறது என்பதைக் காணலாம். எனவே, LTAC சோதனை வைரிங்குகளுக்கு இடையேயான முக்கிய தடை வலுவை நுட்பமாக மதிப்பிடாது—அல்லது முழுமையாக மதிப்பிடாது. ஆனால், உயர்-வோல்ட்டேஜ் லைன் டெர்மினலிலிருந்து குளிர்காலத்திற்கு வரையான முக்கிய தடை வலுவின் மதிப்பீடு இந்த சோதனையில் மிகவும் கடுமையாக இருக்கிறது (இந்த முடிவு தரமாக வகைப்படுத்தப்பட்ட தடை வலுவுடைய திரியர்களுக்கு பொருந்தும்). வடிவமைப்பில், உயர்-வோல்ட்டேஜ் வைரிங் டெர்மினலில், உயர்-வோல்ட்டேஜ் லீட் டெர்மினலில், மற்றும் குளிர்கால அமைப்புகள், டாங்க் சுவர்கள், உயர்-வோல்ட்டேஜ் புஷிங் ரைஸர்கள் போன்ற குளிர்கால பொருட்களுக்கு இடையே முக்கிய தடை வலுவின் மதிப்பீட்டிற்கு LTAC சோதனை நிலைகளில் குறிப்பிடத்தக்க தேவை உள்ளது.